09 月 22 日的《熱心腸日報》，我們解讀了 9 篇文獻，關注：菌群分子，菌群-免疫互作，遺傳-菌群互作，膽汁酸，眼部疾病，IBD，生信，飲食多樣性，高血壓。
Cell子刊：腸道菌群分子複合物在人類健康和疾病中的作用（觀點）
Cell Host and Microbe——［31。316］
① 本文討論了關於腸道菌群衍生分子在健康和疾病背景下如何調節先天和適應性免疫反應；② 人類腸道菌群被視為中心樞紐，將環境輸入與遺傳和免疫訊號相結合，進而影響宿主生理機能；③ 利用先進的多組學分析和適當的模型系統，能夠對菌群來源的分子複合物進行系統表徵；④ 菌群失調導致腸道菌群衍生分子的差異富集，是菌群-免疫系統相互作用失調的原因或結果；⑤ 腸道菌群失調後產生的生物活性化合物，能夠觸發或加重遠端器官和組織的發病程序。
【主編評語】
人體腸道菌群可產生功能性生物分子複合物，並以多種方式影響人類病生理程序。Cell Host and Microbe上的一項Forum總結了腸道菌群分子複合物的功能與作用，加深宿主-菌群相互作用的理解，有益於人類疾病的新診斷、預後、預防和治療途徑開發。（@RZN）
【原文資訊】
The gut microbiome molecular complex in human health and disease
2022-09-14， doi： 10。1016/j。chom。2022。08。016
Cell子刊：慢性疾病中的菌群分子與免疫通路的互作
Cell Host and Microbe——［31。316］
① 人體暴露於種類繁多的菌群衍生分子，稱為“暴露生物組”；② 其中包括具有免疫原性的核酸、多肽、結構分子和代謝物等，如SCFA可調節T細胞功能，LPS和PGN有促炎性可被Toll樣受體或NOD受體檢測；③ 微生物源分子的免疫調節作用為炎症相關慢性疾病提供了潛在機制，如類風溼性關節炎和帕金森病中均存在腸道菌群及其分子的擾動，導致TNF升高，促進疾病；④ 開發暴露生物組圖譜線上工具，用於研究菌群、微生物分子、免疫通路和疾病間的關係。
【主編評語】
人類腸道微生物組與健康和疾病有著錯綜複雜的聯絡。微生物衍生的分子與許多涉及炎症的慢性疾病有關。Cell Host and Microbe發表的這篇Snapshot，總結了免疫原性的菌群分子的多樣性和複雜性，並將其命名為“暴露生物組”（expobiome）。作者認為，暴露生物組與人類免疫途徑之間的相互作用可以為多種慢性疾病提供新的機制假說。透過整合現有資料，作者構建了一個線上工具——暴露生物組圖譜Expobiome Map（https：//expobiome。lcsb。uni。lu/），可供專業人士探索菌群-免疫互作在慢性疾病中的潛在作用。（@mildbreeze）
【原文資訊】
SnapShot： The Expobiome Map
2022-09-14， doi： 10。1016/j。chom。2022。08。015
Cell子刊：大型多種族佇列研究，揭示腸道菌群與宿主遺傳的關聯
Cell Host and Microbe——［31。316］
① 對多種族的HELIUS佇列（4117人）進行大型糞便微生物組全基因組關聯研究，並利用多種族的泛英國生物庫資料（46萬人）進行孟德爾隨機化分析；② 鑑定出宿主基因組和腸道菌群之間的種族特異性關聯，但也有一些微生物-基因型關聯在多個種族中都存在；③ 微生物相關的宿主遺傳位點，主要與免疫功能、穀氨酸和粘液層有關，或在腸道或大腦中表達；④ 腸道微生物可能影響心血管代謝相關健康因素，如BMI、膽固醇和血壓。
【主編評語】
人類基因組與腸道微生物群存在關聯，但相關研究主要基於歐美人群，其他不同種族的宿主基因型-微生物組的關聯仍待揭示。Cell Host and Microbe近期發表研究，在6個不同種族的4117名受試者中進行了大規模的微生物組全基因組關聯研究，鑑定出種族特異性和共同的宿主基因組-腸道微生物關聯，並結合泛英國生物庫的資料，透過孟德爾隨機化分析評估了腸道微生物對心血管代謝的潛在因果關係。（@mildbreeze）
【原文資訊】
Gut microbiome associations with host genotype vary across ethnicities and potentially influence cardiometabolic traits
2022-09-12， doi： 10。1016/j。chom。2022。08。013
Cell子刊：膽汁酸穩態的遺傳和飲食調節因子
Cell Metabolism——［31。373］
① 收集並分析360只餵養飼料或高脂肪飲食的BXD雄性小鼠的肝臟、糞便和血漿中的膽汁酸（BAs）譜和多組學資料，膽汁酸水平、組成和代謝特徵，受到遺傳學和飲食的的影響；② 透過綜合的系統方法，繪製數百個調節BAs的定量性狀位點，並確定了與BA平衡的已知和未知調節因子；③ 羧酸酯酶1c（Ces1c）是具有疾病預防作用的膽汁酸-血漿牛磺醯去氧膽酸（TUDCA）的一個遺傳決定因素，Ces1c基因敲除小鼠模型證實了其對TUDCA的調控作用。
【主編評語】
膽汁酸（BAs）是一種複雜的腸肝源性激素，控制著整個身體的代謝。Cell Metabolism發表的研究，利用BXD小鼠，系統評估了遺傳學和飲食是如何調節膽汁酸的穩態的。透過這種綜合的系統遺傳學方法，研究者繪製了數百個與膽汁酸相關的遺傳位點，並確定了羧酸酯酶1C是調節牛熊去氧膽酸血漿丰度的一個因素。（@NL）
【原文資訊】
Integrative systems analysis identifies genetic and dietary modulators of bile acid homeostasis
2022-09-12， doi： 10。1016/j。cmet。2022。08。015
腸道菌群在眼部疾病中的作用（綜述）
Progress in Retinal and Eye Research——［19。704］
① 人體腸道微生物組（GM）受年齡、飲食、藥物等影響，並在多種眼部疾病的發生發展中起關鍵作用；② 飲食透過改變GM及代謝物調節機體免疫系統和補體系統，進而影響年齡相關性黃斑變性的程序；③ GM及其代謝物氧化三甲胺參與視網膜動脈阻塞的程序；④ GM透過調節內分泌系統及類固醇激素水平影響中心性漿液性脈絡膜視網膜病變；⑤ 短鏈脂肪酸和脂多糖等GM代謝物透過腸道免疫系統影響葡萄膜炎；⑥ 腸道微生物組及其代謝物或可作為眼部疾病治療新的選擇。
【主編評語】
腸道微生物依靠人體的腸道生存，同時協助人體完成多種生理生化功能。目前已經證實腸-眼軸的存在，腸道菌群的改變與眼病的生理病理變化密切相關。發表在Progress in Retinal and Eye Research上的一篇文章對腸道微生物在常見眼部疾病發生髮展中的分子機制、調控作用及其治療前景進行了綜述，表明進一步深入研究眼病相關的腸道微生物環境狀態有助於揭示眼病新的發病機制以及提供新的治療靶點。（@EADGBE）
【原文資訊】
The role of the gut microbiome in eye diseases
2022-09-06， doi： 10。1016/j。preteyeres。2022。101117
天津醫科大學：RhoB是IBD潛在分子標記和治療靶標
Microbiome——［16。837］
① 潰瘍性結腸炎患者和DSS結腸炎小鼠結腸組織中RhoB顯著上調；② 降低RhoB水平可以有效緩解DSS誘導小鼠結腸炎症狀，促進杯狀細胞的數量和腸上皮細胞增殖；③ 機制上，RhoB降低透過抑制Wnt通路，啟用p38 MAPK通路促進杯狀細胞分化和上皮再生；④ RhoB表達變化影響腸道菌群組成，且RhoB下調緩解腸炎的表型部分依賴於腸道菌群；⑤ RhoB下調使得小鼠腸道菌群中產短鏈脂肪酸（SCFA）的普雷沃菌丰度顯著增加，腸道內SCFA水平及其受體表達顯著上調。
【主編評語】
包括克羅恩氏病和潰瘍性結腸炎在內的炎症性腸病（IBD）是影響人類健康的一類複雜的疾病，表現在其致病因素繁多，病理機制複雜，而目前臨床對於該疾病的診斷和治療仍有待進一步的研究開發。RhoB是小Rho GTPase家族的一員，在機體受到遺傳毒性應激，脂多糖、炎性細胞因子、生長因子和毒素等應激誘導時表現為快速上調，參與多種細胞的過程，然而，RhoB在結腸炎中的作用仍不明確。近期天津醫科大學王荃團隊在Microbiome上發表了其最新的研究成果，發現RhoB在結腸炎中顯著上調，RhoB降低或缺失會透過抑制WNT通路，啟用p38 MAPK通路，而促進杯狀細胞的分化和腸上皮細胞的增殖。此外，RhoB降低還會增加產短鏈脂肪酸菌群丰度，提升短鏈脂肪酸和其受體的水平。這些研究成果提示RhoB是IBD診斷的潛在分子標記，以及潛在的治療靶標。（@Zhonghua）
【原文資訊】
RhoB affects colitis through modulating cell signaling and intestinal microbiome
2022-09-16， doi： 10。1186/s40168-022-01347-3
寧康團隊：利用遷移學習解決多情景下菌群分類問題
Briefings in Bioinformatics——［13。994］
① 作者提出一種基於遷移學習的情景感知的菌群分類方法-EXPERT來促進不同環境中的菌群的分類；② EXPERT 可以平衡準確性和效率之間的權衡，從而可以同時達到更高的準確性和效率；③ EXPERT 實現了情景感知的菌群定製分類，並增強了新的微生物知識發現能力；④ 本文作者首先評估了 EXPERT 對 MGnify 中新儲存的菌群資料的效率和準確性；⑤ 然後展示了它在不同情景下對群落樣本分類的適應性，結果表明，其在廣譜背景下的菌群樣本分類方面表現出色。
【主編評語】
菌群分類能夠確定菌群的潛在型別和來源，從而有助於更好地理解群落的分類和功能結構是如何發展和維持的。華中科技大學寧康團隊近期在Briefings in Bioinformatics發表文章，引入了基於遷移學習的EXPERT，使分類模型能夠適應多種環境，具有較高的效率和準確性。作者在文中證明了遷移學習可以促進在不同背景下的菌群分類，例如在有限樣本數量的多種疾病的菌群分類，以及預測結腸直腸癌連續分期的腸道菌群的變化。從廣義上說，EXPERT實現了精確的、情景感知的菌群定製分類，並增強了新的微生物知識發現能力。（@劉永鑫-中科院-宏基因組）
【原文資訊】
EXPERT： transfer learning-enabled context-aware microbial community classification
2022-09-19， doi： 10。1093/bib/bbac396
鄭鉅聖+陳裕明：揭示膳食多樣性與腸道微生物環境的關聯性
American Journal of Clinical Nutrition——［8。472］
① 納入GNHS和CHNS兩項研究佇列（共3236名參與者），透過食物頻率法問卷調查評估膳食多樣性；② 膳食多樣性與腸道菌群α多樣性呈正相關；③ β多樣性、68個菌屬、18個菌種、8個功能途徑和13個糞便代謝物等腸道環境特徵與膳食多樣性相關，如韋榮氏球菌屬；④ 發現332個膳食多樣性和相關特徵及迴圈代謝物的直接關聯，且膳食多樣性和其相關特徵與4種迴圈次級膽汁酸呈負相關；⑤ 膳食多樣性、多樣性的相關特徵和4種次級膽汁酸之間存在16箇中介關聯。
【主編評語】
西湖大學的鄭鉅聖和中山大學的陳裕明合作在American Journal of Clinical Nutrition發表文章，發現高膳食多樣性與腸道微生物環境有關，並提示相關關鍵微生物和代謝物或可用於預防代謝性疾病。（@章臺柳）
【原文資訊】
Associations of dietary diversity with the gut microbiome， fecal metabolites， and host metabolism： results from 2 prospective Chinese cohorts
2022-09-13， doi： 10。1093/ajcn/nqac178
高血壓器官損傷程度與腸道菌群有關
Cardiovascular Research——［13。081］
① 與有菌小鼠相比，高血壓（HTN）在無菌（GF）小鼠中導致更嚴重的心腎損傷（蛋白尿、炎症、心臟肥大和腎臟損傷）；② 腎臟對菌群定植狀態的敏感度高於心臟，而血管緊張素 II誘導的血管反應則不受菌群狀態的影響；③ 菌群影響與HTN相關的迴圈代謝物，GF小鼠糞便中缺乏有抗炎作用的SCFA（丙酸、丁酸）；④ 菌群影響HTN下的免疫表型，GF小鼠的抗高血壓髓源性抑制細胞較少、促炎Th17細胞較多；⑤ 體外實驗發現SCFA可減輕GF小鼠T細胞的促炎表型。
【主編評語】
高血壓可導致心臟和腎臟損傷，且腸道菌群與高血壓密切相關，但背後的貢獻難以量化。Cardiovascular Research上發表的一項最新研究，透過對比無菌小鼠和有菌群定植的小鼠，分析了菌群對高血壓中的器官損傷的影響，表明高血壓靶器官損傷的發展一定程度上取決於菌群定植狀態。其中，無菌小鼠的高血壓靶器官損傷加劇，該現象在腎臟中比在心臟中更明顯。健康菌群可透過調節代謝物（如產生有抗炎作用的短鏈脂肪酸），減少小鼠在高血壓下的炎症水平，減輕靶器官損傷。（@mildbreeze）
【原文資訊】
Quantifying the impact of gut microbiota on inflammation and hypertensive organ damage
2022-07-29， doi： 10。1093/cvr/cvac121
感謝本期日報的創作者：Zzz，XLyasby，拍了花寶貝，阿童木，一袋大俠，accepted，劉永鑫-中科院-宏基因組，DMG-Quasimodo
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